Halaman Judul TUGAS AKHIR TF

Transkripsi

1 Halaman Judul TUGAS AKHIR TF 485 ANALISIS HAZARD AND OPERABILITY STUDY (HAZOPS) DAN PENENTUAN NILAI SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL) PADA SULFUR FURNACE UNIT ASAM SULFAT PABRIK III PT.PETROKIMIA GRESIK Wisnu Rozaaq NRP Dosen Pembimbing Ir. Ronny Dwi Noriyati, M.Kes. Hendra Cordova, S.T., M.T. JURUSAN TEKNIK FISIKA Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 205 i

2 Halaman Judul FINAL PROJECT TF 485 ANALYSIS OF HAZARD AND OPERABILITY STUDY (HAZOPS) AND DETERMINING SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL) IN SULFUR FURNACE SULFURIC ACID UNIT FABRIQUE III PT.PETROKIMIA GRESIK Wisnu Rozaaq NRP Supervisors Ir. Ronny Dwi Noriyati, M.Kes. Hendra Cordova, S.T., M.T. DEPARTEMENT OF ENGINEERING PHYSICS Faculty of Industrial Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 205 ii

3

4

5 ANALISIS HAZARD AND OPERABILITY STUDY (HAZOPS) DAN PENENTUAN NILAI SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL) PADA SULFUR FURNACE UNIT ASAM SULFAT PABRIK III PT.PETROKIMIA GRESIK Nama Mahasiswa : Wisnu Rozaaq NRP : Jurusan : Teknik Fisika FTI-ITS Dosen Pembimbing : - Ir. Ronny Dwi Noryati, M.Kes - Hendra Cordova, S.T., M.T. Abstrak Dalam proses produksi terdapat berbagai macam risiko yang berpeluang menyebabkan tidak tercapainya tujuan target produksi, atau bahkan dapat berpotensi terjadinya bahaya. Salah satu studi untuk mengidentifikasi potensi bahaya adalah studi Hazard and Operability (HAZOP). Pada penelitian ini dilakukan analisis HAZOPS pada sulfur furnace unit asam sulfat pabrik III PT. Petrokima Gresik. Digunakan tiga Node yang terdiri dari sulfur furnace, waste heat boiler, dan steam superheater. Berdasarkan hasil analisis didapatkan instrumen yang terpasang pada ketiga Node dengan potensi bahaya tertinggi mencapai level extreme berdasarkan standar AS/NZS 4360:2004 atau level high berdasarkan standar pabrik terdapat pada deviasi low temperature sulfur furnace dan high temperature sulfur fur furnace. Untuk level SIL didapatkan level SIL pada SIS yang terpasang pada Node sulfur furnace dengan PFD total 0,02 dan RRF sebesar 48,3 dan SIL pada waste heat boiler dengan nilai nilai PFD total 0,084 dan RRF sebesar 54,32, sedangkan pada steam superheater tidak terdapat SIS yang terpasang Kata Kunci : risiko, HAZOPS, sulfur furnace, SIL v

6 Halaman ini memang dikosongkan vi

7 ANALYSIS OF HAZARD AND OPERABILITY STUDY (HAZOPS) AND DETERMINING SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL) IN SULFUR FURNACE SULFURIC ACID UNIT FABRIQUE III PT.PETROKIMIA GRESIK Student Name : Wisnu Rozaaq NRP : Department : Teknik Fisika FTI-ITS Supervisor : - Ir. Ronny Dwi Noryati, M.Kes - Hendra Cordova, S.T., M.T. Abstract In the production process, there are various risks that may cause the achievement of production target is not met, or even could potentially hazard. One of study to identify potential hazards is Hazard and Operability Study (HAZOPS). In this research, The HAZOPS analysis of the sulfur furnace unit sulfuric acid fabrique III PT. Petrokima Gresik. Used three nodes consisting of sulfur furnace, waste heat boiler, and the steam superheater. Based on the analysis results obtained instruments mounted on all of nodes with the highest hazard potential reach extreme levels based on the standard AS / NZS 4360: 2004 or a high level based on the standard deviation of the factory are on the low temperatur sulfur furnace and high temperatur sulfur furnace. At the SIL determination, obtain level SIL on SIS installed on Node sulfur furnace with a total of PFD 0,02 and RRF 48.3 and SIL in waste heat boiler with values total of PFD and RRF 54.32, while the steam superheater SIS are not installed Keywords : risks, HAZOPS, sulfur furnace, SIL vii

8 Halaman ini memang dikosongkan viii

9 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur kepada Allah SWT Yang Maha Agung dan Maha Bijaksana. Atas berkah, petunjuk, dan karunia-nya penulis mampu untuk melaksanakan dan menyelesaikan tugas akhir yang berjudul ANALISIS HAZARD AND OPERABILITY STUDY (HAZOPS) DAN PENENTUAN NILAI SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL) PADA SULFUR FURNACE UNIT ASAM SULFAT PABRIK III PT.PETROKIMIA GRESIK Tugas akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Selama menyelesaikan tugas akhir ini penulis telah banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:. Bapak Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA selaku selaku ketua Jurusan Teknik Fisika, FTI ITS dan Ketua Tim Penguji Tugas Akhir, terima kasih atas bimbingan Bapak selama revisi penulisan laporan Tugas Akhir. 2. Ibu Ir. Ronny Dwi Noriyati, M.Kes. selaku pembimbing, terimakasih atas bimbingan, saran, dan motivasi yang telah Ibu berikan. 3. Bapak Hendra Cordova, S.T., M.T. selaku pembimbing 2, terimakasih atas bimbingan, saran, dan materi yang telah Bapak berikan. 4. Bapak Ir. Wiratno Argo Asmoro, M.Sc. selaku dosen wali yang selalu memberikan perhatian dan bimbingan selama penulis menjadi mahasiswa di Jurusan Teknik Fisika. 5. Bapak Ir. Yaumar, M.T. selaku kepala laboratorium Rekayasa Instrumentasi dan Kontrol. 6. Bapak Abdurrohman dan Bapak Budiono, selaku pembimbing penulis selama melakukan pengambilan dan pengolahan data di PT. Petrokimia Gresik, terimakasih atas waktu dan arahan yang telah Bapak berikan. ix

10 7. Seluruh karyawan PT Petrokimia Gresik terutama kepada Ibu Nanik Departemen Diklat yang telah memberikan saya kesempatan untuk melakukan tugas akhir di PT. Petrokimia Gresik serta yang tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu, terimakasih atas bantuan yang diberikan kepada penulis selama tugas akhir. 8. PT. Pupuk Kaltim yang telah memberikan beasiswa kepada penulis sehingga dapat menempuh pendidikan di Institut Teknologi Sepuluh Nopember, terutama Bapak M. Syafei yang selalu memberi nasihat dan motivasi, serta seluruh karyawan khususnya karyawan Departemen PKBL selaku penyalur beasiswa PKT Peduli Pendidikan. 9. Ahdan, Elmi, Yoga, Iqbal dan teman-teman angkatan 200 lainnya terutama yang ber-nrp ganjil, terimakasih atas persahabatan yang hangat selama kita bersama menempuh pendidikan di kampus perjuangan ini. Penulis juga ingin secara spesial mengucapkan rasa terimakasih yang tidak terhingga kepada Ibu penulis, Ibu Hasiah, dan ayah penulis, Bapak Isa Rusli, Kekasih penulis Melda Sari, S.Pd., Kakak penulis Nulandari dan Melani, serta Adik penulis M. Restu Arrangga S. yang telah memberikan dukungan secara moral dan materi. Selalu ada saat penulis membutuhkan dukungan dan senantiasa memberikan penulis kasih sayang yang melimpah melebihi apapun. Penulis menyadari bahwa terdapat banyak kekurangan dalam tugas akhir ini, tetapi penulis berharap hasil penelitian tugas akhir ini dapat memberikan kontribusi yang berarti bagi dunia engineering dan dapat menambah wawasan bagi pembaca dan mahasiswa Teknik Fisika yang nantinya dapat digunakan sebagai referensi pengerjaan tugas akhir selanjutnya. Semoga hasil penelitian tugas akhir ini banyak memberikan manfaat untuk kemajuan bidang Health, Safety and Environmet khususnya dan bidang Instrumentasi dan Kontrol umumnya. Surabaya, Januari 205 Penulis x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL i iii v vii ix xi xiii xv BAB I PENDAHULUAN. Latar Belakang.2 Permasalahan 2.3 Tujuan 2.4 Batasan Masalah 2 BAB II DASAR TEORI 5 2. Sulfur Furnace Definisi dan Tujuan HAZOP Diagram Kendali (Control Charts) Control Charts Rata-rata dan Standar Deviasi ( - ) Risiko Safety Instrumented System (SIS) Safety Integrity Level (SIL) 4 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 9 3. Langkah Studi HAZOP Langkah Perhitungan SIL 22 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Alur Proses SO 2 Generation Analisa Potensi Bahaya Potensi Bahaya pada Sulfur Furnace (B-0) Potensi Bahaya pada Waste Heat Boiler (B-04) Potensi Bahaya pada Steam Superheater (E-02) Analisis Risiko Risiko pada Sulfur Furnace Risiko pada Waste Heat Boiler 40 xi

12 4.3.3 Risiko pada Steam Superheater Perhitungan SIL SIL pada Sulfur Furnace SIL pada Waste Heat Boiler Pembahasan 47 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5 5. Kesimpulan Saran 5 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2. Tabel Consequences (The Standard Australia/ New Zealand (AS/NZS 4360:2004) Tabel 2.2 Tabel Likelihood (The Standard Australia/ New 2 Zealand (AS/NZS 4360:2004) Tabel 2.3 Tabel Risk Matrix (The Standard Australia/New 2 Zaeland (AS/NZS 4300:2004)) Tabel 2.4 Tabel Consequences Standar PT.Petrokimia 3 Gresik Tabel 2.5 SIL and required safety system performance for 7 low demand mode system Tabel 3. Klasifikasi Likelihood 23 Tabel 3.2 Klasifikasi Consequences 24 Tabel 3.3 Risk Matrix hasil HAZOPS 25 Tabel 4. Guideword dan Deviasi Node Sulfur Furnace 3 Tabel 4.2 Guideword dan Deviasi Node Waste Heat Boiler 34 Tabel 4.3 Guideword dan Deviasi Node Steam Superheater 36 Tabel 4.4 Estimasi Kriteria Likelihood pada Node Furnace 37 Tabel 4.5 Estimasi Kriteria Consequences pada Furnace 38 Tabel 4.6 Estimasi Risiko pada Node Furnace Standar 39 Pabrik Tabel 4.7 Estimasi Risiko pada Node Furnace Standar 39 AS/NZS Tabel 4.8 Estimasi Kriteria Likelihood pada Node Waste 40 Heat Boiler Tabel 4.9 Estimasi Kriteria Consequences pada Waste Heat 4 Boiler Tabel 4.0 Estimasi Risiko pada Node Waste Heat Boiler 4 Standar Pabrik Tabel 4. Estimasi Risiko pada Node Waste Heat Boiler 42 Standar AS/NZS Tabel 4.2 Estimasi Kriteria Likelihood pada Node Steam 43 Superheater Tabel 4.3 Estimasi Kriteria Consequences pada Steam 43 xv

14 Superheater Tabel 4.4 Estimasi Risiko pada Node Steam Superheater 44 Standar Pabrik Tabel 4.5 Estimasi Risiko pada Node Steam Superheater 44 Standar AS/NZS Tabel 4.6 Penentuan SIL Fuel System Furnace 46 Tabel 4.7 Penentuan SIL Waste Heat Boiler 47 Tabel 4.8 Hasil Risiko Standar Pabrik 47 Tabel 4.9 Hasil Risiko Standar AS/NZS 48 xvi

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. Diagram Kendali 8 Gambar 2.2 Perbedaan SIS dan BPCS 4 Gambar 2.3 FCE oo3 6 Gambar 2.4 FCE 2oo2 6 Gambar 3. Flowchart Metodologi Penelitian HAZOP 20 Gambar 3.2 Node Sulfur Furnace 22 Gambar 3.3 Flowchart Metodologi Perhitungan SIL 25 Gambar 4. Unit SO 2 Generation 28 Gambar 4.2 Node Sulfur Furnace 29 Gambar 4.3 Grafik control chart xbar pembacaan PI Gambar 4.4 Grafik control chart xbar-sbar PI Gambar 4.5 Node Waste Heat Boiler 32 Gambar 4.6 Grafik control chart xbar pembacaan LR Gambar 4.7 Grafik control chart xbar-sbar LR Gambar 4.8 Node Steam Super Heater 34 Gambar 4.9 Grafik control chart xbar pembacaan TR Gambar 4.0 Grafik control chart xbar-sbar TR Gambar 4. SIS Sulfur Furnace 45 Gambar 4.2 SIS Waste Heat Boiler 46 xiii

16 Halaman ini memang dikosongkan xiv

17 DAFTAR PUSTAKA Australian Standard/New Zealand Standard 4360: Risk Management. Australian Standard. Catelani, M., Ciani, L., and Luongo, V. 20. A simplified procedure for the analysis of Safety Instrumented Systems in the process industry application. Microelectrics Reliability. Elsevier. Dept Manajemen Risiko Kriteria Profil Risiko Pabrik III 204. Gresik: Dept Produksi III dan Dept Pemeliharaan III PT. Petrokimia Gresik Dhillon B.S Reliability, Quality and Safety for Engineers. CRC Press. Boca Aton, London, New York, Washington D.C. Dieltjens, Luc SIL classification in Urea Plants. 23rd AFA Int. l Technical. Tunisia Goble, M William., and Cheddie, Harry Safety Instrumented Systems Verification : Practical Probabilistic Calculations. ISA : North Carolina. Hyatt, Nigel Guidelines for Process Hazards Analysis, Hazards Identification & Risk Analysis.CRC Press. Boca Aton, London, New York, Washington D.C Kristianingsih, Luluk. Analisis Safety System Dan Manajemen Risiko Pada Steam Boiler Pltu Di Unit 5 Pembangkitan Paiton, PT. YTL. Surabaya: Tugas Akhir Program Sarjana Teknik Fisika Institut Teknologi Sepuluh Nopember. 203 Montgomery, Douglas C., Introduction to Statistical Quality Control 6th Edition. United States of America Musyafa, Ali dan Adiyagsa, H., September 202. Hazard and Operability in Boiler System of the Steam Power Plant. IEESE International Journal of Science and Technology (IJSTE), Vol. No ISSN:

18 54 Summers, Angela E. 2000, Simplified Methods and Fault Tree Analysis.Viewpoint on ISA TR ISA Transaction 39. p25-3.

19 BIODATA PENULIS Penulis dilahirkan di Bontang tanggal 3 Maret 993. Penulis merupakan anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Isa Rusli dan Hasiah. Tahun 998 penulis masuk SD Darul-Ulum Guntung Bontang dan berhasil lulus tahun Penulis kemudian melanjutkan studinya ke SMPN 5 Bontang dan berhasil lulus pada tahun 2007, kemudian di tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikannya ke SMA Yayasan Pupuk Kaltim Bontang dan berhail lulus pada tahun 200. Pada tahun 200 penulis mengikuti ujian tulis Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) dan diterima sebagai mahasiswa di Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS). Selama kuliah di ITS penulis sempat aktif mengikuti beberapa seminar-seminar yang diadakan jurusan maupun institut. Penulis juga sempat aktif dalam Lembaga Dakwah Jurusan Teknik Fisika ITS FUSI-UA sebagai staff Departemen Pengembangan Sumber Daya Umat

20 BAB I PENDAHULUAN. Latar Belakang PT. Petrokimia Gresik merupakan perusahaan berstatus BUMN (Badan Usaha Milik Negara) yang bergerak dibidang pembuatan pupuk, bahan-bahan kimia serta produk sampingan lain berupa cement retarder. PT. Petrokimia Gresik mempunyai 3 (tiga) lokasi pabrik, yaitu Pabrik I, Pabrik II, dan Pabrik III. Salah satu unit pada Pabrik III adalah Unit Asam Sulfat dan Service Unit (SA-SU III). SA-SU III telah beroperasi sejak tahun 984 atau selama kurang lebih 3 tahun. Unit SA-SU III beroperasi dalam menghasilkan produk asam sulfat (sulphuric acid) dan sebagai utilitas Pabrik (service unit). Dalam proses produksi terdapat berbagai macam risiko. Risiko berpeluang menyebabkan tidak tercapainya tujuan target produksi, atau bahkan dapat berpotensi terjadinya bahaya. Oleh karena itu perlu dilakukan studi untuk mengetahui potensi bahaya yang terdapat pada plant kemudian dilakukan suatu mitigasi risiko yang mencakup pada penanganan sistem proteksi (Safety Instrumented System) agar potensi bahaya pada proses sistem produksi di plant dapat dicegah. Konsep nilai pengukuran kinerja SIS dapat berfungsi sebagai sistem keamanan diperkenalkan pada standar fungsional proteksi IEC 6508 tentang sistem proteksi elektrikal, serta IEC 605 tentang sistem instrumen proteksi (Catelani, 20). Pada standar tersebut diberikan tingkat keamanan sistem proteksi berdasarkan nilai faktor pengurangan risiko yang mampu dicapai sistem proteksi yang disebut Safety Integrity Level (SIL). Sedangkan untuk identifikasi potensi bahaya dan masalah operabilitas yang disebabkan oleh deviasi proses plant dapat dilakukan dengan studi hazard and operability (HAZOP). Analisis HAZOPS dan SIL sendiri adalah dua langkah analisis terpisah yang

21 2 menghasilkan database unik bila dilakukan secara terintegrasi (Dieltjens, 200). Dimana HAZOPS merupakan analisis kualitatif untuk identifikasi bahaya pada saat plant sedang beroperasi, sedangkan analisis SIL merupakan analisis kuantitatif untuk menentukan tingkat keamaan suatu safety instrumented system (SIS) (Hyatt, 2003). Pada SA-SU III terdapat sulfur furnace. Sulfur furnace sendiri merupakan unit yang berfungsi untuk membakar sulfur cair sehingga terbentuk SO 2. Dalam pengoperasiannya furnace memiliki potensi bahaya dalam lingkup keamanan pekerja, lingkungan, maupun aset. Sehingga diperlukan analisis studi HAZOP untuk mengetahui potensi bahaya, kemudian dilakukan penghitungan nilai SIL untuk mengetahui tingkat keamanan dari SIS yang telah terpasang..2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya maka masalah yang akan saya angkat adalah bagaimana mengidentifikasi potensi bahaya pada sulfur furnace, bagaimana tingkat risiko pada sulfur furnace dan bagaimana tingkat keamanan dari sistem proteksi sulfur furnace unit asam sulfat PT. Petrokima Gresik.3 Tujuan Adapun tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk mengetahui potensi hazard apa saja yang ada pada sulfur furnace dengan melakukan studi HAZOP pada saat plant sedang beroperasi kemudian menentukan tingkat risiko dari sulfur furnace kemudian menghitung nilai SIL untuk mengetahui tingkat keamanan sistem proteksi yang telah terpasang..4 Batasan Masalah Agar tidak menyimpang dari tujuan, maka diberikan beberapa batasan masalah dalam penelitian sebagai berikut:

22 a. Data-data yang dipakai adalah data report maintenance selama 5 tahun pada unit sulfur furnace PT.Petrokimia Gresik b. Analisis yang dilakukan adalah analisis risiko dengan HAZOP (Hazard and Operability) pada saat plant sedang beroperasi c. Perhitungan nilai SIL dilakukan pada SIS sulfur furnace. 3

23 4 Halaman ini memang dikosongkan

24 BAB II DASAR TEORI 2. Sulfur Furnace Sulfur furnace adalah perangkat yang fungsi utamanya adalah untuk membakar sulfur cair dengan udara kering sehingga terbentuk SO 2. Furnace biasanya berupa tabung baja silinder besar yang bagian dalamnya dilapisi bata tahan api. Dalam prosesnya aliran udara dimasukkan ke dalam salah satu ujung furnace dan sulfur cair diumpankan pada ujung yang sama melalui piston sulfur. Atomisasi sulfur biasanya dicapai dengan semprotan nozzle sederhana. Desain sulfur furnace harus mencapai pencampuran gas yang baik dan pembakaran penuh sulfur sebelum meninggalkan tungku dan masuk ke bagian boiler. Tetesan sulfur yang masuk ke dalam furnace akan menguap seketika dan terbakar menjadi sulfur dioksida. Bagian dalam sulfur furnace sangat penting untuk memastikan pembakaran sulfur secara sempurna menjadi sulfur dioksida. Sulfur yang tidak terbakar dan menempel pada permukaan saluran baja karbon akan mengakibatkan korosi. Korosi akan tampak jelas selama inspeksi atau pemeriksaan peralatan. Persamaan reaksi proses pembentukan gas SO 2 adalah sebagai berikut (Dept. Produksi III PT.Petrokimia Gresik) : S + O 2 SO 2 (2.) Gas SO 2 panas yang dihasilkan 0,5% volume dengan temperatur C. Panas yang dihasilkan dimanfaatkan untuk pemanasan waste heat boiler dan steam superheater. Gas keluaran steam superheater memiliki temperatur C. 2.2 Definisi dan Tujuan HAZOP The Hazard and Operability Study, atau biasa disingkat HAZOPS adalah standar teknik analisis bahaya yang digunakan dalam persiapan penetapan keamanan dalam suatu sistem baru atau modifikasi untuk mengidentifikasi potensi 5

25 6 bahaya atau masalah operabilitas sistem tersebut yang dapat terjadi saat pabrik dalam kondisi start-up, normal, maupun shut-down (Musyafa, 202). Tujuan Penggunaan HAZOPS adalah untuk meninjau suatu proses atau operasi suatu sistem secara sistematis, untuk menentukan apakah penyimpangan proses dapat mendorong ke arah terjadinya kejadian atau kecelakaan yang tidak diinginkan (Kristianingsih, 203). Sebagai suatu teknik yang digunakan untuk mempelajari suatu kemungkinan penyimpangan dari operasi normal, HAZOPS memiliki karakteristik sebagai berikut: Sistematik, menggunakan struktur dengan mengandalkan pada guide words dan gagasan tim untuk melanjutkan dan memastikan safeguards sesuai atau tidak dengan tempat dan objek yang sedang diuji. Spesialisasi oleh berbagai macam disiplin ilmu yang dimiliki oleh anggota tim. Dapat digunakan untuk berbagai macam sistem atau prosedur. Penggunaanya lebih sebagai sistem pada teknik penafsiran bahaya. Perkiraan awal, sehingga mampu menghasilkan kualitas yang baik meskipun kuantitas juga mempengaruhi. HAZOPS dapat digunakan secara bersamaan dalam proses identifikasi safety, hazard, dan juga pada sistem operasi secara kontinu, khususnya pada sistem fluida dan juga dapat digunakan secara bersamaan untuk review prosedur serta rangkaian operasi (Kristianingsih, 203). Beberapa istilah atau terminologi (key words) yang banyak dipakai dalam melaksanakan analisis HAZOP antara lain sebagai berikut (Hyatt, 2003): Deviation (Penyimpangan). Adalah kata kunci kombinasi yang sedang diterapkan. (merupakan gabungan dari guide words dan parameter).

26 Cause (Penyebab). Adalah penyebab yang kemungkinan besar akan mengakibatkan terjadinya penyimpangan. Consequence (Akibat/konsekuensi). Dalam menentukan consequence tidak boleh melakukan batasan, karena hal tersebut bisa merugikan pelaksanaan penelitian. Safeguards (Usaha Perlindungan). Adanya perlengkapan pencegahan yang mencegah penyebab atau usaha perlindungan terhadap konsekuensi kerugian. Safeguards juga memberikan informasi pada operator tentang pemyimpangan yang terjadi dan juga untuk memperkecil akibat. Action (Tindakan). Apabila suatu penyebab dipercaya akan mengakibatkan konsekuensi negatif, harus diputuskan tindakan tindakan apa yang harus dilakukan. Tindakan dibagi menjadi dua kelompok, yaitu tindakan yang mengurangi atau menghilangkan penyebab dan tindakan yang menghilangkan akibat (konsekuensi). Sedangkan apa yang terlebih dahulu diputuskan, hal ini tidak selalu memungkinkan, terutama ketika berhadapan dengan kerusakan peralatan. Namun, hal pertama yang selalu diusahakan untuk menyingkirkan penyebabnya, dan hanya dibagian mana perlu mengurangi konsekuensi. Node (Titik Studi). Merupakan item equipment (jumlah equipment). Penentuan node yang tepat adalah dengan berdasarkan fungsi sistem yang dianalisis. Severity. Merupakan tingkat keparahan yang diperkirakan dapat terjadi. Likelihood. Adalah ukuran frekuensi kemungkinan terjadinya suatu peristiwa atau insiden. Dapat dinyatakan dalam probabilitas kejadian dalam interval waktu tertentu. 7

27 8 Risk atau risiko merupakan ukuran consequence dari potensi bahaya dan likelihood kemungkinan terjadinya potensi bahaya. Secara matematis risk merupakan perkalian likelihood dan severity (consequences). 2.3 Diagram Kendali (Control Charts) Diagram kendali (control charts) juga disebut diagram kendali proses (process control charts). Penggunaan diagram kendali sangat luas yaitu untuk mendeteksi variasi yang terkendali dan variasi yang tidak terkendali. Sehingga sekaligus dapat memonitor suatu proses (Montgomery, 2009). Diagram kendali adalah suatu tampilan grafik (graphic display) yang membandingkan data yang dihasilkan oleh proses yang sedang berlangsung saat ini terhadap suatu batas-batas kendali yang stabil yang telah ditentukan dari data data unjuk kerja (performance data) sebelumnya. Diagram kendali berfungsi sebagai suatu alat untuk mengkomunikasikan informasi mengenai unjuk kerja sebuah proses antara kelompok produksi, antara supplier atau antara operator mesin. Berikut ini adalah contoh sebuah diagram kendali dalam suatu proses produksi pada Gambar 2.. Gambar 2. Diagram Kendali (Montgomery, 2009)

28 9 Unsur-unsur yang dimiliki dalam diagram Diagram Kendali adalah sebagai berikut:. Batas Kendali Atas (Upper Control Limit/UCL) 2. Garis Tengah (Center Line/CL) 3. Batas Kendali Bawah (Lower Control Limit/LCL) Garis tengah (Center Line/CL) bersesuaian dengan mean populasi yang diperkirakan dari nilai yang diamati dalam proses. Daerah antara batas kendali atas (UCL) dan batas kendali bawah (LCL) menunjukkan variasi yang terkontrol. Namun jika pengamatan berada di luar daerah lersebut (di atas UCL atau di bawah LCL) hal ini menunjukkan terdapatnya suatu variasi yang tak terkontrol atau variasi karena sebab khusus (Montgomery, 2009) Control Charts Rata-rata dan Standar Deviasi (X -S ) Diagram X adalah diagram yang mana data yang dianalisis adalah nilai rata-rata sub kelompok data. Diagram X digunakan untuk memonitor, mengendalikan dan menganalisis nilai rata-rata (mean) dari kuantitas yang diamati dalam sebuah proses yang menggunakan nilai kontinu seperti panjang, berat, dan diameter. Simbol X adalah simbol atas suatu besaran yang dapat diukur. Sedangkan diagram kendali standar deviasi digunakan untuk mengukur tingkat keakurasian suatu proses. Dalam kegiatan pengendalian proses, diagram X dan S sering digunakan untuk tujuan (Dhillon, 2005): Melihat sejauh mana suatu proses sudah sesuai dengan standard proses atau belum. Mengetahui sejauh masih perlu diadakan penyesuaianpenyesuaian (adjustment) pada mesin- mesin, alat atau metode kerja yang dipakai dalam suatu proses produksi. Mengetahui penyimpangan suatu proses produksi

29 0 Dalam menentukan batas kendali untuk diagram X dapat digunakan persamaan berikut ini (Montgomery, 2009): UCL = x + A 3 s (2.2) CL = x (2.3) LCL = x - A 3 s (2.4) Dimana: x = rata-rata dari mean (x ) s = rata-rata dari standar deviasi (s) A 3 = Konstanta Sedangkan persamaan yang digunakan dalam menentukan batas kendali diagram kendali S digunakan persamaan sebagai berikut (Montgomery, 2009): UCL = B 4 s (2.5) CL = s (2.6) LCL = B 3 s (2.7) Dengan S merupakan standar deviasi rata-rata sedangkan B 3 dan B 4 merupakan konstanta. Salah satu metodologi dalam studi HAZOP yaitu metode pengecualian, dimana hanya cause yang masuk akal yang dianalisis. Meskipun kurang direkomendasikan namun metode ini dapat mempersingkat waktu analisis (Hyatt, 2003). Dalam kaitannya dengan HAZOPS, diagram kendali (control chart) digunakan untuk menentukan deviasi yang sesuai dan terjadi pada suatu plant yang sedang beroperasi (Dhillon, 2005). Diagram kendali ini yang digunakan dalam metode pengecualian sehingga hanya deviasi yang dianggap masuk akal yang akan dianalisis. 2.4 Risiko The Standards Australia/New Zealand (AS/NZS 4360:2004) memaparkan bahwa risiko adalah suatu kemungkinan dari suatu kejadian yang tidak diinginkan yang akan mempengaruhi suatu aktivitas atau obyek. Risiko

30 tersebut akan diukur dalam terminologi consequences (konsekuensi) dan likelihood (kemungkinan/probabilitas). Risiko merupakan kombinasi dari Likelihood dan Consequences. Consequences biasanya diekspresikan dengan biaya kerugian yang dialami dalam suatu periode waktu dari suatu kejadian atau suatu risiko seperti pada Tabel 2.. Tabel 2. Tabel Consequences (The Standard Australia/ New Zealand (AS/NZS 4360:2004) Level Descriptor Description Insignificant 2 Minor 3 Moderate 4 Major 5 Catastrophic Sistem beroperasi & aman, terjadi sedikit gangguan tidak berarti Sistem tetap beroperasi & aman, gangguan mengakibatkan sedikit penurunan performasi atau kinerja sistem tergagnggu Sistem dapat beroperasi, kegagalan dapat mengakibatkan mesin kehilangan fungsi utamanya dan/ dapat menimbulkan kegagalan produk Sistem tidak dapat beroperasi. Kegagalan dapat menyebabkan terjadinya banyak kerusakan aset & sistem, dapat menimbulkan kegagalan produk, dan/ tidak memenuhi persyaratan peraturan Keselamatan Kerja Sistem tidak layak operasi, keparahan yang sangat tinggi bila kegagalan mempengaruhi sistem yang aman, melanggar peraturan Keselamatan Kerja Likelihood dievaluasi dari jumlah terjadinya bahaya. Frekuensi likelihood ini dapat juga dievaluasi dari data-data historis dari komponen yang sama atau dari kegagalan yang pernah terjadi pada komponen tersebut berdasarkan data failure rate. Secara matematis Likelihood dapat dinyatakan dalam persamaan berikut (AS/NZS 4300:2004): Likelihood = MTTF (2.8)

31 2 Dimana jam merupakan jam operasi sesuai kalender selama 5 tahun. Berdasarkan The Standard Australia/ New Zealand (AS/NZS 4360:2004), tingkat likelihood dapat ditentukan berdasarkan kriteria seperti pada Tabel 2.2 Tabel 2.2 Tabel Likelihood (The Standard Australia/ New Zealand (AS/NZS 4360:2004) Level Description Description A Almost certain Risiko terjadi lebih dari 5 kali dalam 5 tahun B Likely Risiko terjadi 4-5 kali dalam 5 tahun C Moderate Risiko terjadi lebih dari 3 atau kurang dari 4 dalam 5 tahun D Unlikely Risiko terjadi 2-3 kali dalam 5 tahun E Rare Risiko jarang sekali muncul /terjadi kurang dari 2 kali dalam 5 tahun Perhitungan risiko dilakukan dengan mengalikan nilai Likelihood dengan Consequence (AS/NZS 4300/2004). Kemudian disesuaikan Tabel 2.3 RRisk = Consequnce x Likelihood (2.9) Tabel 2.3 Tabel Risk Matrix (The Standard Australia/New Zaeland (AS/NZS 4300:2004))

32 3 Keterangan : E = Extreme risk; immediate action required H = High risk; senior management attention needed M = Moderate risk; management responsibility must be specified L = Low risk; manage by routine procedures Untuk consequences berdasarkan standar PT. Petrokimia Gresik didapatkan berdasarkan dampak kerusakan yang terjadi pada peralatan seperti pada Tabel 2.4. Tabel 2.4 Tabel Consequences Standar PT.Petrokimia Gresik Level Kategori Deskripsi Kategori Alat C Apabila terjadi kerusakan tidak berpengaruh terhadap operasional unit pabrik Kategori Alat B Kategori Alat B Kategori Alat A Kategori Alat A&L Apabila terjadi kerusakan unit pabrik tidak sampai shutdown, tetapi terjadi penurunan rate produksi Apabila terjadi kerusakan unit pabrik tidak sampai shutdown, tetapi terjadi penurunan rate produksi Apabila terjadi kerusakan, unit pabrik shutdown atau tidak bisa start-up Apabila terjadi kerusakan, unit pabrik shutdown atau tidak bisa start-up dan Equipment yang terkait dengan Peraturan Pemerintah atau UU 2.5 Safety Instrumented System (SIS) Sistem proteksi merupakan sistem yang menjaga proses supaya tetap aman ketika keadaan yang berbahaya dan tidak diinginkan terdeteksi. Sistem kemanan terpisah dengan

33 4 sistem pengendalian dan tidak bergantung satu sama lainnya, namun komponen sistemnya memiliki kesamaan. Sistem proteksi biasanya disebut sebagai safety instrumented system (SIS) yang terdiri dari beberapa instrumen yang bekerja dalam satu sistem yang disebut sebagai safety instrumented function (SIF) (Goble, 2005). Safety instrumented system sebagaimana basic process control system yang terdiri dari sensor, controller, dan actuator, juga terdiri dari transmitter, logic solver, dan final element seperti pada Gambar 2.2. Meskipun terlihat serupa dalam hal perangkat keras, safety instrumented system dan basic process control system memiliki perbedaan dalam hal fungsi. Fungsi utama dari contol loop secara umum adalah untuk menjaga variabel proses agar tetap berada pada batas yang ditentukan. Sedangkan safety instrumented system berfungsi memonitor variabel proses dan menginisiasi tindakan keamanan jika dibutuhkan (Goble, 2005). Gambar 2.2 Perbedaan SIS dan BPCS (Goble, 2005) 2.6 Safety Integrity Level (SIL) Berdasarkan IEC 6508, Safety Integrated Level (SIL) digolongkan ke dalam empat level yaitu SIL, SIL 2, SIL 3, SIL 4. Standar di atas menyediakan bingkai kerja untuk melakukan penentuan SIL secara umum, dimana secara kualitatif dan kuantitatif formulasi penilaian katergori SIL ditetapkan berdasarkan standar pengujian reliabilitas alat oleh

34 5 fabrikasi produk tersebut, misalnya burn test, uji kualitas material, mechanical shock test, electronic function test, dan leakage test. Pada penentuannya, SIS yang akan dihitung SIL nya terbagi dua, yaitu low demand operation dan high demand operation. Low demand operation adalah alat atau sistem beroperasi kurang atau sama dengan sekali dalam setahun, secara umum untuk sistem proteksi. High demand operation yaitu alat atau sistem beroperasi lebih dari sekali dalam setahun, secara umum biasanya yang termasuk ke dalam kategori high demand operation adalah sistem pengendalian. Menentukan SIL secara kuantitatif dapat dilakukan dengan melakukan perhitungan terhadap PFD untuk tiap tiap SIF penyusun SIS kemudian menghitung PFD total SIF. Untuk mendapatkan nilai PFD dapat menggunakan persamaan sederhana sebagai berikut (Summers, 2000); SIF. SIF. 3 SIF. 2 SIF. ) oo PPPPPP ttssll = λ TI (2.0) 2 oo artinya one out of one, terdapat keluaran dari 2) oo2 PPPPPP ttssll = λ 2 TI 2 (2.) 4 oo2 artinya one out of two, terdapat keluaran dari 2 3) oo3 PPPPPP ttssll = λ 3 TI 3 (2.2) 8 oo3 artinya one out of three, terdapat keluaran dari 4) 2oo2 PPPPPP ttssll = λ TI (2.3) 2oo2 artinya two out of two, terdapat 2 keluaran dari 5) 2oo3

35 6 SIF. PPPPPP ttssll = λ 2 TI 2 (2.4) 2oo3 artinya two out of three, terdapat 2 keluaran dari 3 6) 2oo4 PPPPPP ttssll = λ 3 TI 3 (2.5) 2oo4 artinya two out of four, terdapat 2 keluaran dari 4 SIF. Sebagai contoh adalah FCE dengan arsitektur oo3 seperti pada Gambar 2.3 terlihat bahwa terdapat 3 valve dalam satu aliran. Hal ini berarti bahwa aliran atau pipa yang ditentukan oleh 3 valve (3 valve yang menentukan aliran dalam pipa). Contoh lain pada Gambar 2.4 FCE dengan arsitektur 2oo2 yang berarti 2 valve menentukan 2 aliran. Dengan demikian, jumlah valve dapat diidentifikasi pada angka terakhir pada penomoran arsitektur, sedangkan angka pertama menunjukkan jumlah alirannya. Gambar 2.3 FCE oo3 (Goble, 2005) Gambar 2.4 FCE 2oo2 (Goble, 2005)

36 7 Untuk mengetahui PFDtotal digunakan persamaan berikut (Goble, 2005) kemudian didapatkan SIL disesuaikan Tabel 2.5, PPPPPP tttttttttt = PPPPPP SSSSSSSSSSSS + PPPPPP LLLLLLLLLL ssssssssssss + PPPPPP FFFFFF (2.6) Dari PFD total dapat diketahui pula nilai risk reduction factor, RRF sebagai berikut (Goble, 2005); RRRRRR = PPPPPP (2.7) Tabel 2.5 SIL and required safety system performance for low demand mode System (Goble, 2005) Safety Integrated Level (SIL) Probability Failure on Demand (PFD) Safety Availability (-PFD) Risk Reduction Factor (RRF) % % % % 0 00

37 8 Halaman ini memang dikosongkan

38 BAB III METODOLOGI Dalam bab ini dijelaskan metode dan alur penelitian yang dilakukan. Penelitian ini dibagi menjadi dua bagian, pada bagian awal akan dijelaskan alur penelitian analisis HAZOPS, kemudian pada bagian kedua akan dijelaskan metodologi perhitungan SIL. 3. Langkah Studi HAZOP Dalam pengerjaan penelitian tugas akhir ini dilakukan analisis identifikasi potensi bahaya pada plant yang disebabkan deviasi dari tujuan proses plant. Analisis dilakukan dengan studi hazard and operability (HAZOP). Studi ini digunakan karena dapat menganalisis potensi bahaya dan masalah operabilitas serta mengetahui penyebab, konsekuensi, serta sistem proteksi yang terpasang. Setelah potensi bahaya dan sistem proteksi teridentifikasi selanjutnya dilakukan analisis tingkat keamanan sistem proteksi yang telah terpasang. Analisis dilakukan dengan menghitung nilai SIL dari SIS yang telah terpasang berdasarkan data perawatan komponen SIS. Sedangkan penyelesaian penelitian tugas akhir ini dilakukan melalui beberapa tahapan sesuai dengan diagram alir berikut: Mulai Studi Literatur Proses Sulfur Furnace Pengumpulan Data (Process Flow Diagram, P&ID, data perawatan) Identifikasi Hazard A 9

39 20 A Estimasi Risiko Analisis Risiko Pembahasan dan Kesimpulan Penyusunan Laporan Selesai Gambar 3. Flowchart Metodologi Penelitian HAZOP Berdasarkan diagram alir penelitian, dapat diuraikan langkah-langkah penelitian sebagai berikut a. Studi Proses Studi proses dilakukan untuk mengetahui proses yang terjadi di sulfur furnace, termasuk material bahan yang digunakan dalam proses. Studi dilakukan dengan menggunakan referensi yang didapatkan dari data perencanaan, pengoperasian, pengendalian, dan pemeliharan unit sulfur furnace Pabrik III PT.Petrokimia Gresik. b. Pengumpulan Data Data yang dibutuhkan dalam penelitian tugas akhir ini berupa data historis yang berkaitan dengan proses sulfur furnace. Data tersebut berupa diagram alir proses, diagram

40 2 perpipaan dan instrumen, data pemeliharan alat dari setiap komponen yang berkaitan dengan proses di sulfur furnace, serta data proses setiap hari selama satu bulan November 204. Data tersebut yang digunakan untuk mengidentifikasi potensi bahaya. c. Identifikasi Hazard Metode yang digunakan untuk identifikasi bahaya adalah HAZOPS. Metode ini terdiri dari beberapa langkah sebagai berikut : Menentukan titik studi (node) berdasarkan diagram perpipaan dan instrumentasi dari sulfur furnace. Node ditentukan berdasarkan komponen utama dan pendukung dari sulfur furnace. Banyaknya node bergantung pada rumitnya proses unit yang diamati. Menentukan komponen penyusun tiap node yang terdiri dari sistem kontrol dan sistem keamanan. Menentukan deviasi dari tiap komponen node yang dibantu dengan penggunaan guide words untuk mencirikan jenis deviasi yang terjadi pada masingmasing komponen. Deviasi sendiri didapatkan berdasarkan control chart dari proses yang berlangsung selama satu bulan penuh. Melakukan analisis penyebab terjadinya deviasi atau penyimpangan pada tiap komponen node serta sistem keamanan yang terpasang pada node. Berdasarkan hasil diagram perpipaan dan isntrumentasi, maka klasifikasi Node untuk analisis identifikasi Hazard dengan studi HAZOP dapat dikelompokan sebagai berikut :

41 22 SO2 P- Dry Air P- Superheated Steam E-02 Steam Superheater Node 3 P-3 Menuju Service Unit P-8 SO2 P-4 SO2 Menuju SO2 Convertion P-7 Saturated Steam Sulfur Cair P-2 SO2 P-3 P-9 Boiler Feed P-5 Water E- B-0 B-04 Sulfur Furnace Waste Heat Boiler Node Node 2 Gambar 3.2 Node Sulfur Furnace Dari Steam System Dari Gambar 3.2 di atas, sistem yang terdampak untuk studi HAZOP dapat diklasifikasikan menjadi beberapa Node sebagai berikut :. Node : Analisis HAZOPS Sulfur Furnace 2. Node : Analisis HAZOPS Waste Heat Boiler 3. Node : Analisis HAZOPS Steam Superheater d. Estimasi Risiko Estimasi risiko ini terdiri atas analisis-analisis terhadap dua bagian, yaitu : a. Likelihood Likelihood merupakan frekuensi kemungkinan suatu risiko dapat terjadi pada suatu komponen pada suatu periode waktu tertentu. Dalam melakukan estimasi likelihood ini digunakan data maintenance yang terdokumentasi pada Work Order pada bagian Instrumentation PT Petrokimia Gresik. Dari data kegagalan pada masing-masing komponen pada periode waktu tertentu tersebut, dicari nilai Mean Time to Failure (MTTF), yaitu waktu rata-rata komponen tersebut mengalami failure. Nilai likelihood diperoleh dari perbandingan antara jumlah hari operasional per tahun

42 23 terhadap nilai MTTF. Sedangkan untuk komponen yang tidak memiliki data pemeliharaan maka digunakan data dari generic reliability data untuk komponen sejenis. PT. Petrokimia Gresik beroperasi selama 24 jam penuh sehari, sehingga waktu operasi sama dengan waktu kalender, dan dalam penelitian ini data operasi yang diambil selama 5 tahun. Adapun untuk perhitungan nilai MTTF dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.8, kemudian disesuaikan dengan Tabel 3. berikut ini: Tabel 3. Klasifikasi Likelihood KLASIFIKASI LIKELIHOOD RATING KLASIFIKASI ALAT KETERANGAN Brand New/Excellent Risiko jarang sekali muncul/terjadi kurang dari 2 kali dalam 5 tahun 2 3 Very Good/Good Serviceable Acceptable/Barely Acceptable Risiko terjadi 2-3 kali dalam 5 tahun Risiko terjadi 3-4 kali dalam 5 tahun 4 Below Standard/Poor Risiko terjadi 4-5 kali dalam 5 tahun 5 Bad/Unusable Risiko terjadi lebih dari 5 kali dalam 5 tahun b. Consequences Consequences ditentukan secara kualitatif berdasarkan seberapa besar dampak kerugian yang ditimbulkan apabila potensi bahaya yang telah diidentifikasi terjadi. Consequences

43 24 bisa ditinjau dari segi kerusakan komponen sampai tidak dapat beroperasi kembali, dari segi pengaruhnya pada manusia, dari segi pencemaran terhadap lingkungan, atau dari segi biaya yang dikeluarkan akibat adanya bahaya tersebut. Penentuan nilai consequences untuk masing-masing risiko berdasarkan kriteria PT.Petrokimia Gresik ditampilkan pada Table 3.2 berikut : RATING Table 3.2 Klasifikasi Consequences KLASIFIKASI CONSEQUENCES KATEGORI CONSEQUENCES Kategori Alat C KETERANGAN Apabila terjadi kerusakan tidak berpengaruh terhadap operasional pabrik 2 Kategori Alat B 3 Kategori Alat B 4 Kategori Alat A Apabila terjadi kerusakan unit pabrik tidak sampai shut-down, tetapi terjadi sedikit penurunan rate produksi Apabila terjadi kerusakan unit pabrik tidak sampai shut-down, tetapi terjadi penurunan rate produksi tinggi Apabila terjadi kerusakan, unit pabrik shut-down atau tidak bisa start-up 5 Kategori Alat A&L Apabila terjadi kerusakan, unit pabrik shutdown atau tidak bisa start-up dan Equipment yang terkait dengan Peraturan Pemerintah atau UU e. Analisis Risiko Analisis terhadap risiko dilakukan dengan cara mengkombinasikan likelihood dan consequences yang telah didapat pada tahap estimasi. Kombinasi didapat dengan menggunakan risk matrix seperti pada Tabel 3.3 berikut ini:

44 25 Tabel 3.3 Risk Matrix hasil HAZOPS 3.2 Langkah Perhitungan SIL Dalam penentuan SIL, dilakukan dalam beberapa tahapan sesuai dengan diagram alir berikut ini: Mulai Pengumpulan Data (P&ID, failure rate) Penentuan vote arsitektur SIS Perhitungan PFD Penentuan SIL Pembahasan dan Kesimpulan Penyusunan Laporan Selesai Gambar 3.2 Flowchart Metodologi Perhitungan SIL a. Pengumpulan Data Data yang dibutuhkan untuk melakukan penentuan SIL berupa diagram perpipaan dan instrumen, dan data perawatan dari masing-masing instrumen. Dari diagram perpipaan dan instrumen ditentukan loop SIS yang terpasang. Sedangkan data perawatan digunakan untuk menentukan nilai

45 26 failure rate berdasarkan nilai mean time to failure (MTTF), sedangkan untuk komponen yang tidak terdapat data perawatan digunakan nilai failure rate dari generic reliability data komponen sejenis. b. Penentuan vote Arsitektur SIS Setelah diketahui dan ditentukan komponen SIS yang terpasang, selanjutnya dilakukan penentuan vote arsitektur dari SIF berdasarkan diagram perpipaan dan instrumen. Sehingga dapat diketahui SIS yang terpasang menggunakan vote oo, oo2, oo3, atau vote yang sesuai. c. Perhitungan PFD Vote arsitektur SIF yang terpasang menentukan persamaan yang digunakan untuk menghitung PFD. Setelah vote arsitektur telah diketahui maka PFD dapat dihitung sesuai dengan persamaan berdasarkan vote. Setelah tiap SIF dihitung nilai PFD selanjutnya dilakukan perhitungan nilai PFD total dengan persamaan 2.6, dan dapat dihitung RRF berdasarkan persamaan 2.7. d. Penentuan SIL Setelah didapatkan nilai PFD kemudian disesuaikan dengan Tabel 3.4 berikut untuk menentukan SIL yang telah dicapai. Tabel 3.4 Klasifikasi SIL Safety Integrity Level Probability Failure on Demand (PFD) (SIL) 0,-0, ,0-0,00 0,00-0,000 0,000-0,0000

46 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4. Alur Proses SO 2 Generation Secara umum unit SO 2 generation berfungsi untuk membangkitkan gas SO 2 dari hasil pembakaran sulfur cair dengan gas O 2 yang didapat dari udara kering. Pembakaran dilakukan dalam sebuah furnace. Instrumen utama dalam unit SO 2 generation adalah sulfur furnace (B-0). Adapun bahan dasar masuk yang digunakan adalah sebagai berikut: a. Udara kering (O 2 = 2% ; N 2 = 79%), flow = Nm 3 /jam b. Sulfur cair, flow = 25 ton/jam c. Boiler feed water (BFW), flow = 93 ton/jam Proses pembangkitan gas SO 2 dimulai dengan memasukkan sulfur cair dari unit sulfur handling. Sulfur dimasukkan ke dalam furnace melalui sulfur gun dengan cara disemprotkan. Bersamaan dengan dengan dimasukkannya sulfur cair dimasukkan pula udara kering yang dihasilkan dari unit drying tower. Sulfur cair yang disemprotkan kemudian bereaksi dengan O 2 dari udara kering dan membentuk gas SO 2 dengan persamaan reaksi sebagai berikut: S + O 2 SO kcal/kgmol (4.) Gas SO 2 yang dihasilkan unit SO 2 generation sebesar 0,5% Volume. Udara yang dimasukkan secara berlebihan atau excess air kemudian direaksikan lebih lanjut dengan gas SO 2 di unit SO 2 Convertion. Temperatur maksimal gas SO 2 dan excess air yang keluar dari furnace sebesar C digunakan untuk menaikkan temperatur BFW sehingga menjadi superheated steam. Unit SO 2 generation terdiri dari tiga bagian utama yaitu sulfur furnace (B-0), waste heat boiler atau WHB (B- 27

47 28 04), dan steam super heater (E-02). Sulfur furnace digunakan untuk menghasilkan gas SO 2, sedangkan WHB dan steam superheater digunakan untuk menghasilkan steam superheated yang digunakan untuk utilitas pabrik. 4.2 Analisis Potensi Bahaya SO2 P- Dry Air P- Superheated Steam E-02 Steam Superheater Node 3 P-3 Menuju Service Unit P-8 SO2 P-4 SO2 Menuju SO2 Convertion P-7 Saturated Steam Sulfur Cair P-2 SO2 B-0 Sulfur Furnace Node P-3 E- B-04 Waste Heat Boiler Node 2 P-9 Boiler Feed P-5 Water Gambar 4. Unit SO 2 Generation Dari Steam System Berdasarkan alur proses yang telah dijelaskan sebelumnya dan P&ID unit SO 2 generation seperti pada Gamabar 4. dapat ditentukan node untuk memudahkan dalam analisis potensi bahaya yaitu untuk produksi gas SO 2 ditentukan satu node sulfur furnace (B-0), dan untuk produksi steam digunakan dua node WHB (B-04) untuk saturated steam dan steam superheater (E-02) untuk super heated steam. Dari ketiga node tersebut kemudian ditentukan parameter proses yang diamati untuk diambil sampel data selama satu bulan November 204 untuk ditentukan guideword dan deviasi berdasarkan kecenderungan data proses selama satu bulan tersebut, sehingga diketahui potensi bahaya yang terdapat pada masing-masing node tersebut Potensi Bahaya pada Sulfur Furnace (B-0) Pada node sulfur furnace terlihat pada Gambar 4.2, terjadi proses pembakaran sulfur cair dan udara kering sehingga terdapat lima parameter proses yang diamati di ruang

48 29 kontrol, yaitu flow masukan sulfur cair dengan instrumen flow indicator (FI-03), pressure masukan sulfur cair dengan instrumen pressure indicator (PI-00.9), flow masukkan udara kering dengan instrumen flow recorder (FR-30), pressure masukan udara kering dengan instrumen pressure indicator (PI-007.2), dan temperatur furnace dengan instrumen temperature recorder (TR-0). PI FI Dry Air TR PI 0 FI HC 0 Sulfur Cair SO2 Menuju WHB B-0 Sulfur Furnace Node Gambar 4.2 Node Sulfur Furnace Dari kelima instrument yang terdapat pada node sulfur furnace diambil data log sheet selama satu bulan November 204 untuk menghasilkan control chart seperti pada Gambar 4.3 sehingga dapat dianalisis deviasi yang terjadi. 8,45 8,40 Control Chart X bar PI-00.9 Average 8,35 8,30 8,25 8, Days UCL CL LCL RATA_RATA Gambar 4.3 Grafik control chart xbar pembacaan PI-00.9

49 30 Untuk melihat kestabilan proses maka dibutuhkan nilai standar deviasi dari masing-masing instrumen dibandingkan dengan nilai pengukuran rata-rata masing-masing instrumen, kemudian diplot dalam grafik control chart seperti pada Gambar 4.4. Xbar-S Chart PI-00.9 Pressure (Kg/cm2) _ UCL= X=8.377 LCL= Hari 0.00 Standar Deviasi UCL= _ S=0.033 LCL= Hari Gambar 4.4 Grafik control chart xbar-sbar PI-00.9 Berdasarkan grafik dapat dilihat bahwa nilai rata-rata pembacaan pengukuran pressure pada PI-00.9 sebesar 8,38 kg/cm 2 dengan standar deviasi rata-rata sebesar 0,033. Dari 30 sampel data yang diambil terlihat sebagian besar berada diluar batas control limit dari grafik, yaitu sebanyak 7 titik. Dari titik berada diluar batas control limit nilai rata-rata terdapat titik dengan standar deviasi terbesar yaitu pada saat pressure terjadi penurunan. Sehingga dapat ditentukan bahwa proses yang diamati pada instrumen PI-00.9 berada diluar control (out of control). Sedangkan untuk guideword yang digunakan adalah low karena penyimpangan terbesar terjadi pada saat terjadi penurunan pressure. Untuk deviasi masing

50 3 masing instrumen pada node sulfur furnace dapat dilihat pada Tabel 4. berikut. Tabel 4. Guideword dan Deviasi Node Sulfur Furnace No. Component Guideword Deviation Flow Indicator (FI- 03) Less Less Flow 2 Temperature Recorderr Low Low Temperature (TR-0) High High Temperature 3 Pressure Indicator (PI-00.9) Low Low Pressure 4 Pressure Indicator (PI-007.2) Low Low Pressure 5 Flow Recorder (FR-30) Less Less Flow Potensi Bahaya pada Waste Heat Boiler (B-04) Pada waste heat boiler yang terlihat pada Gambar 4.5 terjadi proses pertukaran panas antara gas SO 2 hasil pembakaran di furnace dengan air kondensat dari boiler feed water system untuk menghasilkan saturated steam. Beberapa parameter yang diamati pada ruang kontrol adalah level steam drum dengan instrumen level recorder (LR-02), flow produk steam dengan instrumen flow indicator (FI-02), pressure produk steam dengan instrumen pressure recorder (PR-02), dan temperatur produk saturated steam dengan instrumen temperature indicator (TI-002.3).

51 L S-3 32 LAH 02 LIC LAL LALL FT TI PAH PAL Saturated Steam Menuju Steam Superheater E-02 TRIP 0 0 LSLL 0 PSV 0./2 02 PT LV 02 Boiler Feed Water P-7 LG 03 LT 02 SO2 B-04 WHB Node 2 Gambar 4.5 Node Waste Heat Boiler SO2 Menuju Steam Superheater E-02 Dari keempat instrumen yang terdapat pada anode waste heat boiler diambil data harian log sheet selama satu bulan November 204 untuk didapatkan nilai rata-rata perharinya dan dibandingkan dengan nilai rata-rata pembacaan data dalam satu bulan untuk melihat penyimpangan proses yang terjadi. Data tersebut diplot dalam grafik control chart pada Gambar 4.6. Control Chart X bar LR-02 Average 50,40 50,30 50,20 50,0 50,00 49,90 49,80 49,70 49, Days UCL CL LCL RATA_RATA Gambar 4.6 Grafik control chart xbar pembacaan LR-02

52 33 Untuk melihat kestabilan proses maka dibutuhkan nilai standar deviasi dari masing-masing instrumen dibandingkan dengan nilai pengukuran rata-rata masing-masing instrumen, kemudian diplot dalam grafik control chart pada Gambar 4.7. Xbar-S Chart LR Level Drum (%) _ UCL= X= LCL= Hari Standar Deviasi Hari Gambar 4.7 Grafik control chart xbar-sbar LR-02 Berdasarkan grafik dapat dilihat bahwa nilai rata-rata pembacaan pengukuran level pada LR-02 sebesar 49,99 % dengan standar deviasi rata-rata sebesar 0,676. Dari 30 sampel data yang diambil terlihat sebagian besar masih berada di dalam control limit. Namun terdapat empat titik yang berada diluar batas control limit masing-masing dua titik pada kondisi high dan dua titik pada kondisi low. Keempat titik tersebut juga menunjukkan nilai standar deviasi yang besar. Sehingga dapat ditentukan bahwa proses yang diamati pada instrumen LR-02 berpotensi berada diluar control (out of control). Sedangkan untuk guideword yang digunakan adalah less dan more karena penyimpangan terbesar terjadi pada saat kedua kondisi tersebut. Untuk deviasi masing-masing instrumen pada node waste heat boiler dapat dilihat pada Tabel 4.2 berikut. 25 UCL= _ S= LCL=0.0375